PLC实训台

技工院校电气技术专业plc技术及应用课程教学需要具备一个好的实验平台，然而现在学校使用的实验设备大部分全部是封闭式的构造，这种构造只能让学生按照厂家的设 定完成固定的实验模型块，很难培养学生的创新思维和设计 能力。而技工院校注重培养学生的动手实践能力，需要让 学生很好地与生产实践相集合，显然这种构造的PLC实验设备不适合学校教学的需要。 笔者所在技工学校电气技术专业培养的学生主要分 为以下几个类型：一是中技班，二是双高班，三是初中技 师与高中技师班。学校学生人数，在一个年级阶段就达到 200多人，而学校的教学特别点全部是要求每个学生学会技能操 作，因此作为电气技术专业必修课的PLC技术所需要的实验 设备就必须适用学生的实验要求，保证实验学生一人一个 工位。在这一前提下，我们提出设计研发适合学校学生实 训特别点的PLC实验平台。 现有的PLC实验设备并不能达到我们的实验要求，如一 些实验教仪公司生产的PLC实验设备，PLC的写入输出点设 计得不规范，很容易造成设备的损坏。一旦设备损坏，维 修很不便利，而而且费用对比高。另外学生在设备上只能进 行一些实验实操，不能实行接线实训，更不能规范学生对 PLC接线的工序技艺要求。因此，要适用学生的实验要求，就需 要我们自己设计制作PLC实验台。由于上海-教育设备制造有限公司有对比成熟的实验设备制作工序技艺，因此学校选用与上海-教育设备制造有限公司合作的方法设计制作实验台，具体方法是，学校负责实验 装置的设计与装配，实验作业台由上海-教育设备制造有限公司按学校的设计 功能数值要求制作。 一、装置设计特别点 实验设备主要应用继电器隔离的方法，将交流ACAC220V的 电压（V）与PLC的输出点（Y点）实行隔离，从而达到保护PLC内 部继电器的功能。在这里我们主要考虑，是用PLC本身24V 直线DC电源驱动隔离电子回路板作业，还是要另外设计一个开关 电源来驱动隔离电子回路板作业。假设用PLC自带24V直线DC电源 来驱动继电器作业，那么它的输出COM点很可能会与外部工 作电压（V）的COM连在一起。如果是这样的话，一旦学生将电子回路 接错，就很容易将PLC的24V直线DC电源烧坏。基于此，笔者 认为应在外部重新设计一个24V的直线DC开关稳压电源，用它 来驱动隔离电子回路板作业，这样容易出现的安全隐患就可以 消除了。 电子回路原理图的设计。以三菱FX-2N系列为例，在它的 输出点（Y点）设计一块隔离板，用以保护PLC内部设备。 设计思路是，输出点用24V的直线DC继电器实行隔离。在 Y0～Y7、Y10～Y17、Y20～Y27之间应用24个24V的直线DC继电 器实行隔离，隔离作业电压（V）由24V的开关稳压电源提供，原 理图如下图所示。 图　输出点隔离电子回路 电子回路中的三个模型块分别是FX－2N系列的24个输出点 Y0～Y7、Y10～Y17、Y20～Y27。我们将这部分改成用外部 的24个直线DC继电器控制，它的驱动电源就是24V的直线DC开 关电源。此电子回路图下面的三个模型块是24个继电器的常开触 点。它的作业原理是，当PLC有输出时，先接通外部的继电 器，由外部继电器的触点与作业电压（V）相连接。这样做的好 处是避免作业电压（V）直接与PLC内部触点连接，可以有效保 护PLC，延长PLC的使用寿命，便利设备维护。笔者主要用 Protel Dxp电子回路制作系统实行电子回路的设计，并作好印刷电子回路 板图，委托厂家制板。对于开关电源，考虑高温对电子回路的 影响，笔者设计时提升了开关电源的负载能力，加大了散 热装置。 二、技术功能 作业台主电子回路作业电压（V）380V，PLC控制电子回路作业AC电压（V） 220V、DC电压（V）24V。 稳压电源的主要功能数值为：AC写入电压（V）220V，DC输出电 压24V，规格限定输出电流（A）6A。 作业环境：温度（℃）－10℃～40℃，相对湿度＜85% （25℃)。 装置容量（KV）：＜200V·A。 外观尺寸：1350mm×650mm×700mm；支撑架为L形支撑架， 800mm×700mm。 三、实验台的基础配备 实验台的基础配备见下表。 实验台基础配备表 序号 实验器件材料 数量 规格 1 三相断路器 1 380V 2 一相断路器 1 220V 3 熔断器 6 3A 4 热继电器 2 JR36 5 交流ACAC接触器 6 AC220 6 开关电源 1 24V 7 隔离板 1 24V 8 接线端子 1 JX-1015 9 一相插头 1 一相，220V 10 FX2N系列PLC 1 FX2N－48MCR 11 指示灯 8 AC220V，DC24V 12 按钮 8 可自定 13 实验连接线走线槽 BVR 0.5mm 2 14 电机 2 三相异步电机 双速电机 四、实验项目 实验项目可以完成中、高级维修电工PLC考核项目的技 能实操。 在整个设备的装配与制作过程中，让学生参与其中， 这样既能提升学生对PLC的认识，也能增强学生的实际动手 能力。 2012年10月，新的实验设备投入到学生的实验教学中， 经过一个学期左右的使用证明，该实验装置的设计合理。从 投入使用到学期结束，实验设备没有出现任何问题，一直能 够保证教学的正常使用。由于新的实验设备是与厂家合作制 造的，所以实验设备的外观更加漂亮、设计更加合理。 该实验装置应用了开关电源实行PLC输出点的隔离， 可以使PLC的作业更加平稳可靠，解决了在PLC实验过程中 由于输出点接线错误而造成设备损坏的问题。同时对PLC的 COM点做了改动，由原先复杂的5个COM点，改成现在的3组 输出，3个COM点。这样的实验设备电子回路简便，对比适合学 生的特别点，使他们更容易掌控把握，提升了实验效果。 经过PLC实验装置的设计制作，提升了教师解决实际问 题和研发课题的能力，为今后的教学设备的自主研发提供 了宝贵的经验。